Karalardaki En Eski Arkadaşlık: Bitkiler ve Mantarlar Arasındaki Simbiyotik İlişki
Özgün Nedir?
Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.
Bitkiler, hem günümüzde hem de evrimsel tarihleri boyunca bir diğer alem olan mantarlar ile yakın bir simbiyotik ilişki içinde, karşılıklı olarak evrimleşmişlerdir. Simbiyoz, Türkçede "ortakyaşam" anlamına gelir. Birbirinden farklı iki tür canlının aralarında kurduğu ve karşılıklı etkileşimlerin bulunduğu bir yaşam biçimidir. Simbiyotik ilişkiler, barındırdığı canlı türlerinin aralarındaki ilişkilerin biçimine göre farklılıklar gösterir: Örneğin, bu yazımızın konusu olan bitkiler ve mantarlar arasındaki ilişki karşılıklı fayda barındıran bir "mutualizm" ("ortak faydacılık") ilişkisi iken, COVID-19'a sebep olan SARS-CoV-2 virüsünün insanlarla olan simbiyoz ilişkisi ise bir tarafın fayda, diğer tarafın zarar görmesini içerir ve bu nedenle "parazitik" bir ilişkidir. Şimdi, bitkiler ile mantarlar arasındaki ilişkiye biraz daha yakından bakalım.
Bitki-Mantar Simbiyozunun Kısa Bir Evrimsel Tarihi
Günümüzde, ağaçların da bu gruba dahil olduğu vasküler (damarlı) bitkilerin yaklaşık %90'ı, mantarlarla simbiyotik ilişki içindedir. Fakat bu durum, sadece şimdi için geçerli olan bir gerçek değildir. Kökleri, çok daha eskiye, yaklaşık 400 milyon yıl öncesine dayanır. Bunun için, öncelikle bitkilerin evrimine kısa bir bakış atmamız gerekmektedir.
Bitkilerin Evriminin Çok Kısa Bir Tarihi
Bitkiler, denizlerden karalara ilk kez yaklaşık 450 milyon yıl önce, Ordovisyen Dönem'de, alglerden evrimleşerek çıkmışlardır. Fakat bu geçişleri, elbette birdenbire olmamıştır. İlk karasal 4 ayaklı canlı türü olan "Tiktaalik roseae" gibi, yarı-sucul bir yaşam tarzına sahip olmuşlardır. Bunun başlıca nedeni ise, toprağa tutunan kök sistemleri ve alınacak su ve diğer besin maddelerinin taşınmasında görevli olan iletim demetlerinin henüz evrimleşmemiş olmasıdır.
Bundan yaklaşık 30 milyon sonra ilk vasküler (damarlı) bitkiler evrimleşti ve artık, yarı-sucul bir yaşam tarzından kurtulup, kökleri ve iletim demetleri aracılığıyla topraktaki suya özgür bir şekilde ulaşabildiler. Bu sayede, hem karaların hakimi oldular, hem de kendilerinden sonra evrimleşecek olan diğer karasal canlı yaşamını ve çeşitliliğini mümkün kıldılar!
Vasküler bitkilerin evrimi her ne kadar suya ve diğer besin maddelerine ulaşım konusunda devrimsel bir olay olsa da, başka sorunları da beraberinde getirmiştir: Bitkiler, özgürlüğüne kavuşmuştu; fakat artık yepyeni bazı diğer çevresel şartların yıkıcı etkileriyle kendi başlarına mücadele etmeleri de gerekmeye başlamıştı - ki bunda da başarısız oldukları söylenemez. Ancak çok daha geniş ölçeklerde yayılım ve büyük boyutlara ulaşım, kendi başlarına üstesinden gelebilecekleri bir problem değildi.
Mikoriza Mantarları ile Bitkiler Arasındaki Simbiyotik İlişkisinin Başlaması
Biraz önce de bahsettiğimiz gibi, burada devreye, yaklaşık 400 milyon yıl önce "mikoriza mantarları" girmişti. Mikorizalar, bitkilerin kökleriyle karşılıklı faydacılığa yönelik mutualist bir simbiyoz ilişkisinde bulunan mantarlara denir.
Bu mantarlar, bitkilerin köklerine yapışarak, özellikle besin kıtlığının yaşandığı zamanlarda çok fazla ihtiyaç duyulan su, fosfor ve azot gibi önemli besinlerin bitkiye ulaştırılmasında ciddi avantajlar sağlar. Bunun yanı sıra, sadece besin yardımı yapmakla kalmazlar, aynı zamanda besinleri depolayabilme özellikleri bulunması nedeniyle yıkıcı çevresel şartların bulunduğu dönemlerde hayat kurtarıcı bir etki yaparlar.
Sağladığı diğer bir önemli avantaj ise, mikoriza mantarlarının hifleri (çevreye ipliksi yayılım gösteren mantar yapısı), bitkilerin köklerinden çok daha ince bir yapıda olduğu için, bitki köklerinin ulaşamadığı yerlere ulaşabilmesi ve yüzey alanı bakımından daha fazla yer kaplamasından dolayı da bitkiye büyük imkânlar sağlar.
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.Kreosus
Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.Patreon
Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.YouTube
YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.Diğer Platformlar
Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.Giriş yapmayı unutmayın!
Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Son olarak, mikoriza mantarlarının belki de en ilgi uyandırıcı faydası, yayıldığı geniş alanların bir getirisi olarak yarattığı devasa "yeraltı iletişim ağları"dır. Bu sayede, bitkiler sadece ihtiyaç duyduğu besini tedarik etmekle kalmaz, aynı zamanda diğer bitkilerle yardımlaşabilir veya onların besinini hayalet orkidelerin veya kızılağaçların yaptığı gibi çalabilir!
Ancak elbette mikoriza mantarları, bu imkânları bitkilere karşılıksız sunmazlar. Yaptıkları su, azot ve fosfor gibi besin yardımları karşılığında, ağaçlardan ürettikleri karbonhidratları (şekeri) talep ederler. Böylelikle mantarlar da yaşamak için olmazsa olan enerji ihtiyaçlarını giderebilmiş olurlar. Böylelikle, hem ağaçlar hem de mantarlar hayati gereksinimlerini karşılıklı bir anlaşma ile gidermiş olurlar.
Mikoriza Mantarları ve İklim Değişikliği ile Mücadele
Bitkiler, dolayısıyla da ağaçlar, 100 metreyi aşan devasa boyutlarıyla ve oluşturdukları geniş çaptaki orman ekosistemleriyle dünyanın akciğerleri olarak insanları her zaman büyülemiştir. Günümüzde ağaçlar, iklim değişikliği nedeniyle yaşam tarihinde belki de hiç olmadığı kadar büyük bir önem taşımaktadır.
Havadaki karbondioksit (CO2) gazını yakalayabilmeleri ve onu fotosentez aracılığıyla oksijene dönüştürebilmeleri, diğer tüm karasal canlılar için yaşam kaynağı olmaktadır. Dolayısıyla, İklim Değişikliği ile mücadelede, her ne kadar enerji sorununun çözülmesi büyük bir önem teşkil etse de, ağaçlandırma çalışmaları, ormanların sürdürülebilirliği ve ormanların daha az tahrip edilmesi hususları, Dünya'daki yaşamın geleceğini belirleme konusunda ciddi bir öneme sahiptir.
Ancak ağaçların ve ormanların, bu muazzam özellikleri ve etkileyici görünüşleri, aynı zamanda oldukça hassas bir dengeye ve kırılganlığa sahiptir. Ekolojik denge adını verdiğimiz bu olgu; açık bir sistem olan ormanların içerisindeki tüm öğelerin ve girdilerin her birine farklı önemler ve farklı görevler yükler. Öyle ki, bazen ormana girdiğimizde attığımız adımlar bile, toprağı sıkıştırması ve su döngüsünü kısıtlaması bakımından, yerel ve dolaylı olarak bile olsa orman ekosistemlerine bazı zararlar verebilmektedir.
Yazımızın konusu olan, bitki-mantar simbiyozu da, hem bitkilerin, ağaçların bireysel yaşamları bakımından, hem de oluşturdukları orman ekosistemlerindeki ekolojik dengenin işlemesi bakımından çok önemli bir yer tutar. Buna müthiş bir örnek, tam da ele aldığımız konudan gelmektedir: Mikoriza mantarlarını kullanarak karbon salım hızını azaltabilir, bu sayede Küresel Isınma ve İklim Değişikliği ile mücadelede büyük faydalar sağlayabiliriz!
Bunun nasıl çalışacağını anlamak için, önce mikoriza türlerini incelememiz gerekiyor.
Mikoriza Türleri Nelerdir?
İlk olarak, mikoriza mantarlarının, "ektomikoriza" ve "endomikoriza" olmak üzere iki grubu vardır:
- Ektomikoriza, bitki köklerinin etrafında bir kılıf oluşturur ve ardından hiflerle etrafa yayılır.
- Endomikoriza ise biraz daha farklı olarak, kılıf oluşturmak yerine doğrudan bitki hücrelerinin içlerine yerleşir ve hifleri burada büyür, ardından etrafa yine buradan yayılım yaparlar.
Ektomikorizalar, kayın, çam, göknar ve gül gibi odunsu bitki türlerinin sadece %2'sini kolonize ederken, endomikorizalar geriye kalan çoğu bitki türünün kolonize edilmesinden sorumludur. Ancak tür bazında değil de, orman kütlesi açısından bakacak olursak; ektomikorizalar, toplam orman kütlesinin yaklaşık %60'ını kolonize ederler. Bunun nedeni, günümüzde çok daha az tür çeşitliliği gösteren, çoğunlukla iğne yapraklı ağaçları kolonize etmeleridir - ki bu nedenle çoğunlukla kuzey enlemlerde görülürler. Buna karşın, tropikal kuşağın hakimi endomikorizalardır.
Mikorizalar, İklim Değişikliği ile Mücadelede Ne İşe Yarayabilir?
Ağaçlar, yaşamları boyunca her ne kadar karbonu yakalayıp atmosferdeki karbon miktarını azaltıcı bir özelliğe sahip olsalar da, öldüklerinde yakaladıkları karbonun belirli bir kısmı tekrardan atmosfere geri salınmaktadır. İşte, tam da burada devreye yine "mikoriza mantarları" girer! Çünkü söz konusu ayrışma ne kadar yavaş olursa, atmosfere yapılan karbon salımı da bir o kadar yavaş olacaktır - ki bu da küresel ısınmayı yavaşlatabilecek önemli bir unsurdur!
Ektomikorizalar, burada özellikle önemlidir, çünkü endomikoriza mantarlarına kıyasla ölü bitkilerdeki, ağaçlardaki azotu çok daha hızlı ve verimli bir şekilde ayrıştırabilirler. Azotu böylesine iyi bir şekilde bitkilerden çekerken, diğer maddeleri, dolayısıyla da karbonu çekme hızı oldukça yavaşlar. Böylece, karbon doğaya çok daha yavaş bir şekilde bırakılmış olur. En nihayetinde ise, küresel ısınmaya sebep olan karbonun atmosfere yayılım hızı azalmış olur!
Bunun dışında, ektomikorizalar ile işbirliği yapan orman ağaçları, ayrışma esnasında atmosfere daha az karbon salımı yapması dışında; yaşamları boyunca besine çok daha iyi bir şekilde ulaşabilmesinden dolayı daha sağlıklı ve hastalıklara karşı daha dirençli olması nedeniyle, mantarlarla işbirliği yapmayan diğer ağaçlara göre, atmosferdeki karbonu daha çok yakalayabilmektedir. Yani bu kez ektomikorizalar, orman ağaçlarına mutualist yaşam biçiminin bir getirisi olarak, ek bir dolaylı fayda da sağlamış olur.
Devasa ölçeklerde coğrafyalara yayılan ve akıl almaz boyutlara ulaşan ağaçların dahi kendilerine kıyasla çok daha küçük boyutlardaki mantarlar ile kurdukları mutualizm ilişkisi bize, doğada karşılıklı yardımlaşmanın sandığımızdan çok daha önemli bir yer tuttuğunu net bir şekilde göstermektedir.
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
İlginizi Çekebilecek Sorular
- Dünya'nın yörüngesinde binlerce insan yapımı uydu var, bu uydular nasıl oluyor da birbirlerine çarpmadan görevlerini yapıyor?
- Vicdan nasıl evrimleşti?
- Etrafa bakınca kütle olarak en fazla sayıda olan canlı olmamız bir başarı mı?
- 6
- 6
- 3
- 3
- 2
- 1
- 1
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- Britannica. Symbiosis. (01 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 03 Nisan 2021. Alındığı Yer: Britannica | Arşiv Bağlantısı
- Britannica. Mycorrhiza. (01 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 03 Nisan 2021. Alındığı Yer: Britannica | Arşiv Bağlantısı
- C. P. Humphreys, et al. (2010). Mutualistic Mycorrhiza-Like Symbiosis In The Most Ancient Group Of Land Plants. Nature Communications, sf: 1-7. doi: 10.1038/ncomms1105. | Arşiv Bağlantısı
- M. I. Bidartondo, et al. (2011). The Dawn Of Symbiosis Between Plants And Fungi. Biology Letters, sf: 574. doi: 10.1098/rsbl.2010.1203. | Arşiv Bağlantısı
- University of Nevada. Mycorrhizae. (01 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 04 Nisan 2021. Alındığı Yer: University of Nevada | Arşiv Bağlantısı
- M. Pace. Hidden Partners: Mycorrhizal Fungi And Plants. (01 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 04 Nisan 2021. Alındığı Yer: The New York Botanic Garden | Arşiv Bağlantısı
- L. J. Roetzel. How Fungi Can Help Fight Climate Change?. (25 Mart 2021). Alındığı Tarih: 04 Nisan 2021. Alındığı Yer: One Earth | Arşiv Bağlantısı
- N. Fleming. Plants Talk To Each Other Using An Internet Of Fungus. (11 Kasım 2014). Alındığı Tarih: 04 Nisan 2021. Alındığı Yer: BBC Earth | Arşiv Bağlantısı
- S. W. Simard, et al. (1997). Net Transfer Of Carbon Between Ectomycorrhizal Tree Species In The Field. Nature, sf: 579-582. doi: 10.1038/41557. | Arşiv Bağlantısı
- B. S. Steidinger, et al. (2019). Climatic Controls Of Decomposition Drive The Global Biogeography Of Forest-Tree Symbioses. Nature, sf: 404-408. doi: 10.1038/s41586-019-1128-0. | Arşiv Bağlantısı
- C. Averill, et al. Four Things To Know About Fungi “Climate Warriors”. (03 Ağustos 2018). Alındığı Tarih: 05 Nisan 2021. Alındığı Yer: Boston University | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 03/12/2021 18:59:32 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10328
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.